Р.А.МОЛЧАНОВА, Г.Д. ТЕЛЯШЕВА,
И.В.НОВОСЕЛОВ
ЗАДАЧНИК ПО ТЕПЛОТЕХНИКЕ
Часть II
ТЕПЛООБМЕН
УФА 2008
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Р.А.МОЛЧАНОВА, Г.Д. ТЕЛЯШЕВА,
И.В.НОВОСЕЛОВ
ЗАДАЧНИК ПО ТЕПЛОТЕХНИКЕ
Ч.II, ТЕПЛООБМЕН
Учебно-методическое пособие
для проведения практических занятий
по дисциплине «Теплотехника»
Часть 2
Уфа 2008
УДК 536.24
ББК 31.31
Т31
Утверждено Редакционно-издательским советом УГНТУ
в качестве учебно-методического пособия
Рецензенты:
Ведущий специалист АНО «Центр Энергосбережения РБ», доктор технических наук Е.А. Смородов
Заведующий лабораторией ГУП ИНХП, кандидат технических наук
А.В. Подшивалин
Р.А. Молчанова, Г.Д. Теляшева, И.В. Новоселов
Т31 Задачник по теплотехнике, ч.II, Теплообмен: учеб. пособие.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008.– 53 с.
ISBN 978-5-7831-0832-7
Составлено в соответствии с утвержденной программой дисциплины «Теплотехника». Изложена теория теплообмена применительно к практическим занятиям, приведен перечень задач, решаемых студентами на практических занятиях, некоторые задачи даны по вариантам.
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов специальностей МТ, СТ, ГТ, ГГ, ГР, ГБ УГНТУ очного и заочного отделения и рекомендуется к использованию на практических занятиях.
УДК 536.24
ББК 31.31
ISBN 978-5-7831-0832-7 Уфимский государственный
нефтяной технический
университет, 2008
Молчанова Р. А., Теляшева Г. Д., Новоселов И.В. 2008
СОДЕРЖАНИЕ
|
с. |
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………. |
5 |
7. Теплопроводность……………………………………………………… |
8 |
8. Конвективный теплообмен……………………………………………. |
18 |
9. Теплопередача………………………………………………………….. |
27 |
10. Расчет теплообменного аппарата…………………………………. |
40 |
Библиографический список……………………………………………... |
46 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 .……………………………………………………….... |
47 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ……………………………………………………….… |
47 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ……………………………………………………….… |
48 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 ……………………………………………………….… |
52 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 ……………………………………………………….… |
56 |
Введение
Теплообмен – это процессы распространения теплоты в твердых, жидких и газообразных телах. Эти процессы по своей физико-механической природе весьма многообразны, и при их изучении необходимо знать законы теории теплообмена и методы анализа, применяемые в физике, термодинамике, гидродинамике и химии.
Процессы теплообмена широко распространены в природе и технике. Например, в природе это теплообмен между солнцем и Землей, окружающей средой и телами. В технике – это перенос теплоты от теплоносителя к теплоприемнику, охлаждение перегретых поверхностей, остывание нефти и нефтепродуктов в резервуарах и трубопроводах, разогрев вязких нефтепродуктов в цистернах.
Предметом исследования теории теплообмена являются закономерности переноса теплоты и количественные характеристики этого процесса.
Существует три простейших способа переноса теплоты:
теплопроводность,
конвекция,
излучение.
Явление теплопроводности состоит в переносе теплоты микрочастицами (молекулами, атомами, электронами и т.п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур.
Конвективный теплоперенос (конвекция) наблюдается лишь в жидкостях и газах. Конвекция – это перенос теплоты вместе с макроскопическими объемами вещества. В этом случае большие макроскопические объемы горячей жидкости или газа перемещаются в зоны с низкими температурами, а холодные массы попадают в зону с высокими температурами, т.е. происходит перемешивание. Конвективный теплоперенос происходит из-за разности плотностей горячих и холодных масс.
Следует иметь в виду, что одновременно с конвекцией всегда существует и теплопроводность. Однако конвекция обычно является определяющей, т.к. она интенсивнее теплопроводности.
Конвекцией можно передавать теплоту на очень большие расстояния (например, при движении газа по трубам).
Третьим способом переноса теплоты является излучение. За счет излучения теплота передается во всех лучепрозрачных средах, в том числе и в вакууме. Носителями энерии при теплообмене излучением являются фотоны, излучаемые и поглощаемые телами, участвующими в теплообмене.
В большинстве случаев перенос теплоты осуществляется несколькими способами одновременно. Например, конвективный теплообмен от газа к стенке в топочной камере практически всегда сопровождается параллельным переносом теплоты излучением.